全球IC產業發展趨勢

資訊用IC可說是歷年半導體產業應用主流，例如2000年資訊用IC仍佔53.8％的全球IC市場比例（以市場值估計），2004年至少還將佔一半的IC市場比重，可見IC產業對資訊應用IC倚賴甚深。不過，隨著個人電腦成長日趨飽和，市場面對於通訊應用IC（尤其是手機、無線通訊產品等）需求日益增加，已成為未來不可忽視的半導體市場一大驅動力，2004年通訊應用IC產值佔全球IC市場比例更由2000年的22.8％成長到2004年的27.5％，足見網際網路和無線通訊形成的綜效，將帶動下一波半導體產業成長動力。

此外，隨資訊家電時代的到來，未來在SoC市場潛力驚人，一般而言，我們可以歸結具備任一或多樣特色的產品如（1）市場需求量大；（2）產品架構已訂又有產業標準可依循；（3）對輕巧、省電需求高；（4）搶上市時間；（5）價格滑落迅速, 需要整合晶片以降低成本等，均是SoC主要應用市場，行動電話和IA可以說是具體例子。

資訊家電（IA）用IC興起

PC產品在製程技術不斷進步帶動下，已出現兩極化的發展。一方面，高效能的PC仍以提昇速度為主要的追求目標；但另一方面，CPU速度已超過一般用戶的需求，加上網際網路盛行，資訊才是主體，操作簡單的上網工具才是一般使用者的迫切需要，因而造就資訊家電的興起，其中製程技術也扮演重要的角色。

資訊家電是功能簡單、便宜、容易使用的上網產品，具有所顯示的多樣化風貌，大致可分為企業用戶型、家庭用戶型和個人用戶型等三大類產品。企業用戶型的產品，其實也就是精簡型終端機（Thin Client），包括視窗終端機、網路電腦（NC）等。而家庭用戶型產品則包括了網路電視、網路視訊轉換器（Internet STB）、網路電視遊樂器（Internet Game Console）、影像電話等產品。而在個人用戶方面，例如個人數位助理（PDA）、手持式或掌上型電腦，以及未來可傳送資料、語音以及影像訊息的智慧型手機（Smart Phone）等型態。

SoC設計技術挑戰

SoC設計技術，由於能節省設計時間與設計成本，是提高設計生產力最有效的方式。在製造成本方面，SoC晶片比原有多顆IC的晶粒面積為小，晶圓加工費用也隨之降低。就元件的觀點，整合型的SoC還具有高功能、連線短省電與體積小重量輕等優點。

發展SoC的重要技術議題與挑戰方面，最主要是在於設計能力趕不上製程的改進時程。各類技術整合進SoC的時程各不相同，因此，包括設計、製造、封裝和測試業者也均積極研發SoC技術。

1.IC設計業

以設計業者為例，由於系統產品的應用將朝多元化發展，而為了有效運用既有資源以及確實達到時間之要求，IC設計業者必須改進其設計流程，擅用Design Reuse方式，IC的設計將以各IP之間的界面連結為主，IP就像樂高玩具一樣，任意組合成各種不同功能的SoC晶片。

當然其間亦衍生了不少亟待解決的問題，如一家公司無法擁有所有必要的IP、IP之間的介面無標準、不同設計觀點有不同的IP，如何選擇正確的IP、EDA Tools之間的一致性…等。因此在IP產生及驗證方法的統整、軟硬體介面的控制、IP的交易／流通機制的建立等，目前均有不少組織在努力中（如國內的SoC聯盟）。此外，半導體分工產業鏈亦加入專門的IP提供公司，甚至出現設計服務公司。未來IC設計業者或是系統公司將可以更專注在欲開發IC的功能性上，至於其他環節則可以透過設計服務業者整合不同的關鍵IP，迅速完成商品上市。

2.IC製造業

在IC製造業方面，隨著製程微細化、多層配線、邏輯與記憶體混合製程乃至於銅製程和Low-K等議題，均是業者目前欲因應SoC趨勢所面臨的技術挑戰。此外，目前的晶圓代工業者為了整合上、下游IC製造服務，晶圓廠方面已能提供經過驗證並適合各晶圓廠使用的IP，以吸引代工客戶，並與基本IP(library)廠商合作(甚至免費提供)，選擇性購入(授權)差異化及標準IP，並提供製程驗證，配合客戶提供後段設計服務。並藉由製程驗證制度，提供SIP流通、應用環境，因此在IC製造方面已初具發展SoC的能力。

3.IC封裝業

SoC將原來數顆IC的功能整合為一顆，其腳數有增多趨勢，也推動封裝技術的發展。就封裝型態的適用性而言，高速、高腳數IC是Flip Chip擅長的領域，而CSP 則是輕薄短小與高頻、低腳數IC最適合的封裝方式。2000年0.18微米的製程技術已造就如Pentium 4的1 GHz CPU，未來其他高速產品也會相繼出爐，看來Flip Chip與CSP等先進封裝的時代已經來臨。此外，未來可攜式資訊家電產品大量採用CSP封裝方式的IC，也將會是大勢所趨。

4.IC測試業

由於SoC可由MPU、Memory、Analog與Logic等多種IP組合而成，在IC設計時，加入自我測試（BIST）與具設計可測性（DFT）就顯得重要，而在功能測試時，也因為功能的多樣化而必須使用多部不同的測試機台，一般MPU與Logic測試時需要使用Logic測試機，Memory的測試使用Memory測試機，Analog的測試利用Analog測試機，而Analog與Logic組合的部份則需要Mixed Signal 測試機。SoC內同時具備Analog與Logic的機會增高，因此困難與價格較高的Mixed Signal測試的機會可望增加。測試業係依機台計時收費，SoC趨勢使單顆IC的複雜度提高，測試時間因而增長，測試業的營收可望隨之增加，不過SoC晶片測試困難度的提高，測試廠商必需致力於技術的提昇才有能力承接。

十二吋廠議題

在IC製造的未來發展方向，可以很明顯的看出12吋晶圓廠已成為製造業者（尤其是專業晶圓代工業者）角逐的戰場。然而，由於12吋晶圓廠在建廠投資上約在30～40億美元之間，己非一般中小廠商可以負擔。因此在未來的競爭上將走上大者恆大的情形。

12吋廠的效益大約是8吋晶圓廠的2.25倍，在需要填補產能的壓力下，興建12吋廠者將會以晶圓代工業者為主，因而未來IC產業的分工將更趨完整，IDM廠的委外比例也將因晶圓代工廠的規模經濟而增加。為此，不論是IDM大廠為維持既有的競爭優勢，或晶圓代工業者為了增加未來的競爭本錢，均大力規劃投資12吋晶圓廠的建置，台灣前兩大晶圓業者台積電和聯電均大力投入12吋廠就是最佳例證。

只是如此的大筆投資風險亦不小，首先考慮則是何時是最佳的投入點，因為半導體產業的景氣循環似乎愈來愈快，而大量的12吋晶圓的開出不僅會造成價格的下降、產能的過分供給，更可能造成景氣的反轉。因此投入廠商莫不對產能開出的時間點保持彈性，甚至有廠商在廠房內同時建立8吋、12吋的晶圓生廠線，以作彈性調配。再論及12吋廠的設備及支援設施方面，因為其自動化程度較8吋廠來得高，而在設備的整合上亦較複雜，因此目前12吋廠相關設備的供應上亦不夠完備，未來是否足以支援量產仍待考驗。

我國IC產業未來發展趨勢

IC設計業

儘管2002年全年全球半導體產業之復甦動力不如預期，但綜觀2003年全年仍將有部分專注在光碟機相關晶片、網路晶片、消費性IC和液晶顯示器（Liquid Crystal Display；LCD）驅動／控制IC的設計業者表現仍將不錯，因此預估2002年我國設計業產值應仍有至少約兩成的成長。

在整體大環境復甦遲緩的同時，我國IC設計業者在無線通訊和數位消費性電子的深耕，以及為調整體質增強競爭力所作的數起設計業購併整合事件，均為國內設計業蓄勢待發作了最佳見證，整個設計業的發展上，目前看來有下列趨勢：

1.無線通訊和數位消費性電子引領新風潮

2002年個人電腦、通訊設備市場低迷不振，僅有數位消費性電子和少數無線通訊產品一支獨秀，因此，我國業者也加快腳步進軍無線區域網路（WLAN）和DVD（Digital Versatile Disc）播放機等數位消費性電子領域搶佔先機，2003年上述兩項產品亦可望對我國設計業產值產生明顯之挹注。

首先，2002年起台灣已拿下超過全球七成的無線區域網路卡生產量市場佔有率。因此無線區域網路晶片已成為國內業者兵家必爭之地，在基頻晶片部分，國內已有上元和瑞昱802.11b晶片自2002年下半年起開始量產出貨，現階段射頻解決方案與國外大廠搭配；而威盛、亞信、益勤等在內約有近十家台灣業者也將陸續加入提供晶片行列，以及射頻晶片亦有包括瑞昱、嘉矽等業者投入，2002年可說是我國設計業者在無線區域網路領域初試啼聲元年。

我國業者一方面除了在晶片組規格整合（802.11b/g/a）競逐外，也持續致力推出高整合度和加值功能（Quality of service、Security 或Wi-Fi/Bluetooth整合等）無線區域網路晶片組，再配合CMOS製程的成本優勢來搶佔市場機先。整體而言，過去國內業者在有線乙太網路晶片的成功經驗以及專擅低成本的競爭優勢下，國內網路晶片業者欲憑藉在技術端和客戶端與策略夥伴結盟取得無線區域網路市場機會相當濃厚。2002年已有少數業者的產品已獲得國內系統廠商少量採用，但自2003年開始，無線區域網路晶片預料將可望對我設計業產值產生較明顯的挹注。

至於數位消費性電子產品方面，DVD播放機的高成長性使得全球投入競爭廠商增多，導致DVD播放機相關晶片的平均單價亦快速下滑，儘管如此，我國業者卻能領先群倫推出單晶片方案取得競爭先機，例如聯發在2002年第二季即率先推出整合前後段晶片之DVD播放機單晶片解決方案，目前其在單晶片市場佔有率亦快速提升中，緊隨在後則是揚智、威騰、其樂達、凌陽以及外商ESS、STM和Zoran等業者也都加緊推出整合前後段的系統單晶片方案。

2.產業購併、聯盟數起

設計產業儘管具備高報酬率和高毛利誘因，但隨著競爭日趨激烈，我國業者在2002年仍有數起整併案，舉凡設計服務業者科雅合併飛科、網路通訊業者大智與凱訊合併、上元與耘碩聯姻案，以及IA和通訊領域業者亞全／和茂／宏網合併案均是具體例證。

綜觀上述國內浮上檯面的幾起設計業合併案，可說是近年國內設計產業蓬勃發展且走向大者恆大趨勢最明顯的代表例證，為因應科技產業十倍速劇變的環境，一線設計大廠合併他廠藉以鞏固市場霸主地位，而二線中小型業者尋求系統單晶片技術和市場資源等的整合，以與大廠抗衡等的業界整合情況勢將更為普遍。

首先就網路通訊領域的整併案而言，網路卡晶片已長期由國內網路IC業者瑞昱獨大，但在下一代Gigabit和無線區域網路晶片等國內業者新進領域仍未有國內霸主真正勝出的情況下，後進者大智和凱訊各專擅於MAC（Media-Access-Control）和PHY（Physical Layer）技術，兩家業者合併為九暘；上元與耘碩合併（存續公司上元）整合網路卡、交換器和無線區域網路等產品技術和市場資源，上述的合併案目的為使上元、九暘能與瑞昱並列國內前三大網路IC業者，以便在通訊網路市場一較長短；至於亞全／和茂／宏網等公司的合併（存續公司亞全），同樣亦著眼於無線通訊和韌體技術等資源的整合，藉以加快產品上市時程。

至於設計服務業領域，目前仍是設計服務業者大小規模互見、百家爭鳴時期，科雅挾後段設計服務、ASIC經驗再整合飛科的矽智產資源，以強化其系統單晶片設計服務能力，進而取得與現有大廠競爭利基。

IC製造業

台灣IC製造業在歷經2001年產業景氣寒冬，2002年總算稍見曙光，在全球半導體產業景氣起步回溫、台灣晶圓代工產能利用率逐漸攀升、動態隨機存取記憶體價格開始好轉以及2001年基期較低等有利因素支持之下，2002年台灣IC製造業產值成長21.2％，達新台幣3666億元。

展望2003年，在全球半導體市場景氣伴隨終端應用產品需求逐步復甦的情形下，台灣晶圓代工可望受惠於IC設計業產值大幅成長及整合元件製造廠商加速釋出的委外訂單，使得晶圓廠產能利用率提升；另一方面，高階製程比重增加及12吋廠產能擴充，也使得平均晶圓銷售價格上揚，預計2003年台灣晶圓代工約可成長兩成，而台灣IC製造業在晶圓代工成長及動態隨機存取記憶體價格持穩下，預計2003年也可以成長兩成。

不斷的投入先進製程研發、發展高附加價值的製程服務與產品是台灣IC製造業維持競爭力的重要途徑。在晶圓代工的部分，目前0.18微米以下製程佔晶圓代工營收比重已大幅增加，晶圓代工廠商並持續發展0.13微米以下製程。此外，為因應資訊家電及通訊產品之潮流，加強射頻（Radio Frequency；RF）通訊製程技術也是目前努力的方向之一。

國內DRAM廠商與國際結盟日益緊密

就台灣動態隨機存取記憶體（DRAM）產業而言，因應DRAM主流規格由同步式轉向雙倍資料傳輸率式，DRAM產業廠商在雙倍資料傳輸率式產出比重大幅提昇，其中南亞科技在雙倍資料傳輸率式的產出居領先地位，華邦電子雙倍資料傳輸率式出貨比重也不低，茂德科技及力晶半導體在投片產品及製程轉換問題解決後，雙倍資料傳輸率式產出比重也將明顯提升。

此外，台灣DRAM廠商與國際大廠之間的結盟關係也越趨緊密。由於DRAM需投入大量資金建廠及研發，台灣DRAM廠商具備先進製程技術、優異生產管理經驗及持續投資擴建12吋晶圓廠產能，雖然技術研發能力相較之下是較弱的一環，但藉由合作結盟方式，台灣DRAM廠商可確保未來技術來源無虞，而國外大廠也可獲得穩定產能的支持，英飛凌與南亞科技及華邦電子的策略聯盟，有利於英飛凌穩固其全球第四名的市場地位，而日本爾必達與力晶半導體的合作，亦有助於爾必達快速獲得產能進而提升市場佔有率。

在製程技術的推進下，IC製造業者為獲取市場及訂單，勢必興建12吋晶圓廠，尤其當未來12吋矽晶圓價格下降、廠商經過學習曲線後量產良率提升，12吋晶圓將可顯現其製造成本效益。現今雖然因為半導體景氣動向不明，影響廠商12吋廠產能擴張時程，但以台灣晶圓代工、動態隨機存取記憶體業者在12吋晶圓廠的及早佈局，未來12吋晶圓廠成為主流時，台灣IC製造業者將佔舉足輕重之地位。

在系統單晶片潮流下，晶圓代工業者藉由提供矽智產驗證、元件資料庫、設計服務等，縮短客戶產品設計及製程開發的時間；在系統單晶片製程方面，製程技術以CMOS、數位製程為主軸，並整合進記憶體及類比元件，目前廠商已可提供記憶體與系統單晶片整合之解決方案。因應系統單晶片之發展趨勢，IC製造業者除了積極加強自身掌握系統規格與提供矽智產服務的能力外，藉由與國外大廠結盟的方式取得技術或共同開發亦可達到市場時效之目的。

IC封裝業

歷經了2001年半導體產業的大幅衰退後，2002年的封裝業，受到上游庫存去化以及市場需求漸增的鼓舞，產業景氣也隨之緩步復甦。在國際整合元件製造廠商訂單的挹注，以及我國設計業及晶圓製造、代工等上游產業表現相對較佳的影響下，2002年我國封裝業較2001年成長17.8％。展望2003年我國封裝產業發展動向，將受國際整合元件製造廠商委外封測訂單釋出腳步加快，以及DRAM價格穩定因素影響，而呈現持續成長的前景。

在封裝市場動向方面，由於看好未來大陸的半導體需求市場，各大整合元件製造廠商開始在大陸佈局封測產能，一方面為利用當地低廉的土地及人力成本，也為未來廣大的市場先行卡位。在半導體整體產業環境方面，台灣歷經30多年的發展，上下游產業鏈結完整，群聚效果相較於剛起步的大陸半導體產業更為顯著。

台灣封測業者未來將定位高階市場

在技術能力方面，由於國內上游的設計、先進的製造能力在全球表現搶眼，也驅動著下游的封裝業者積極朝高階技術持續發展佈局，大陸則仍多以中低階封裝技術為主。由國際封測大廠安可（Amkor）來台佈局高階封裝市場，以及STATS意欲來台尋求合作夥伴的事件意含來看，未來台灣封測產業的市場定位，將著重在高階封測市場，而國內的封測大廠也多將未來的研發主力，放在如覆晶（Flip Chip）、晶片尺寸封裝（Chip Size/Scale Package；CSP）、晶圓級封裝（Wafer Level Packaging；WLP）、系統封裝（System in a Package；SiP）等技術的發展上。

自2001年起，封測產業透過策略聯盟或購併以達到整合的事件不斷，主要的考量多為以經濟規模達到成本降低的目標，或以規模經濟提供多樣化的封裝服務，以吸引更多客源，而預估未來聯盟或購併的趨勢亦將持續進行。

在封裝技術發展方面，自2002年起，封裝技術的發展重點，著重在覆晶技術的發展上。目前國內投入覆晶封裝發展的廠商有日月光、矽品及安可等，但現有產能都不大。

以應用產品而言，現階段大量規模採用覆晶封裝的產品，除英特爾（Intel）的PⅢ、P4處理器（CPU）及晶片組外，只有量少、高階的IC產品使用覆晶封裝。但在英特爾的帶動下，晶片組、繪圖晶片等大廠都有意採覆晶封裝，上游IC設計客戶則已經通知封測廠，配合覆晶的封裝技術，預計2002年至2003年間，晶片組及繪圖晶片都將陸續跨入該領域。目前覆晶封裝的需求仍不明顯，主要原因是由於現階段覆晶封裝的價格仍偏高，尤其以覆晶基板，佔覆晶封裝型態成本結構的比重最高。為強化在覆晶封裝成本上的競爭力，國內封裝大廠亦開始在覆晶相關材料以及關鍵零組件，如覆晶基板、12吋錫鉛凸塊等，積極著手佈局。

另一個封裝技術發展的著眼點，則是系統封裝的發展。系統封裝是將多顆IC甚至被動元件封裝於基板上，堆疊封裝基本上亦可視為一種系統封裝型態。系統封裝最大優點之一即是不同材質間的整合，例如將CMOS與砷化鎵的晶粒加以整合。由於現階段系統單晶片的發展卻面臨了一些瓶頸及挑戰，而在系統單晶片技術尚未發展成熟之際，反而提供了系統封裝一個很好的發展機會，許多封裝廠商提出以系統封裝的方式來代替系統單晶片。

IC測試業

在全球景氣復甦、DRAM價格回穩、測試平均接單價格仍下滑等因素驅使下，2002年台灣的測試業較2001年小幅成長。展望2003年我國測試產業發展動向，將受高階測試需求增加，如可測性設計（Design for Test；DFT）與內建自我測試（Build-in-Self-Test；BIST）技術的發展、混訊（Mixed-Signal）測試需求增加，以及動態隨機存取記憶體價格穩定等因素影響，而呈現持續成長的前景。

在測試市場動向方面，根據2001年國際半導體技術藍圖所公佈的測試技術藍圖中指出，半導體的製造成本將遵循摩爾定律（Moore's Law）迅速降低，但隨著晶片設計的複雜程度迅速提昇，用來檢測IC的測試設備成本卻將隨之提高。在未來系統單晶片正式量產後，測試設備的昂貴成本，將驅使設計公司將主力放在晶片設計的本業，而把測試業務釋出，交由專業測試廠商進行測試。

而在整合元件製造廠的部分，由於隨著IC功能的日趨複雜，後段的封測設備亦較以往為昂貴，整合元件製造廠為降低投資在後段封測設備的資金風險，將經費主力投注於前段設計的投資型態已成趨勢，此舉亦有助於專業測試代工廠在高階測試接單量上的成長。

在測試技術發展方面，隨著IC功能日漸複雜，速度與頻率不斷提昇，也為測試技術的發展帶來了新的挑戰。而未來在系統單晶片的發展驅使下，使用第三者（Third Party）所提供的矽智產來設計晶片的機會也將越趨頻繁，屆時檢測技術的使用將扮演更重要的角色。

結語

全球IC市場在歷經2001年的景氣低迷與2002年的停滯不前後，對於已經展開的2003年，產業界可說皆抱持著對景氣復甦的期望；但由於整體大環境前景仍未明朗，國內IC業者勢必確實掌握全球市場發展的趨勢潮流，才能在激烈競爭中保持領先。綜合以上的分析，在通訊類產品與消費性電子產品市場需求持續成長的趨勢下，國內IC產業正可把握契機，在相關領域的技術升級與研發上投入心力，並迎合SoC的IC設計潮流，相信結合國內半導體上下游的完整產業鏈優勢，必能再度於國際市場大放光彩。

（作者為經濟部工業局電子資訊組科長）

下期預告

在競爭激烈的全球半導體市場中，台灣IC產業的優勢何在？面臨著哪些不可忽視的威脅？又有哪些必須注意的威脅與可掌握的機會？在下一期的零組件雜誌當中，本文作者將繼續為讀者解析台灣IC產業的SWOT，並以我國產業輔導政策的角度出發，擘畫產業未來發展願景，敬請期待！